JP5146005B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる定着装置に関するものである。

複写機及びプリンタ等の電子写真式画像形成装置は、像担持体たる感光体上に形成された静電潜像を、現像装置から供給される現像剤を用いて現像し、それによって得たトナー像を画像記録材（転写紙）上に転写して、しかる後に定着装置によって定着して画像形成を行っている。従来、定着装置として様々な定着様式のものが提案されているが、一般的に広く普及しているのは、内部に加熱手段を備えた定着部材（定着ローラ）と、該定着部材に対向する加圧部材（加圧ローラ）とを有し、定着ローラ外周に加圧ローラを圧接させ、その状態で両ローラのニップ部に未定着トナーを担持した転写紙を通過させ、それによって該トナーを加熱しながら加圧して定着させるような様式のものである（ヒートローラ定着方式）。この様式では、両ローラ共、熱源を備えたものもある。

ヒートローラ定着方式では、転写紙上のトナーを溶融し加圧することで転写紙への定着を行うものであるから、溶融トナーは転写紙を定着ローラの表面に付着させるため、定着ローラから転写紙を剥離するための構成が必要である。そこで転写紙剥離のために、ローラ表面に、転写紙を分離搬送させるための分離爪が常に一定の圧力で押圧され接触摺動するようになった構成が広く採用されている。そして分離爪の先端、つまり定着ローラとの接触点は転写紙の分離性を高めるために一般的に鋭利な形状となっている。

この様な構成の分離爪を備えた定着部、若しくは定着部以降の排紙部で通紙中に転写紙の紙詰まりが発生する際、定着装置内で転写紙が蛇腹状になってしまう場合がある。例えば、通常時での分離爪による定着ローラ表面の削れを抑制するための構成として、回動可能に支承された分離爪に直接的に星型の拍車部材を位置固定に設けることが知られている（特許文献１参照）。しかしながら、この構成では、蛇腹状の紙詰まりが発生すると、分離爪の搬送面を転写紙によって押圧されるだけでなく、拍車部材に蛇腹ジャム紙が拍車部材を当接する時にも分離爪全体が押圧されることとなって、定着ローラへの過剰な負荷がかかるという問題がある。

特開２００１−２６５１４１号公報

定着装置の転写紙搬送機構においては、転写紙のジャムが不可避的に発生するため、ジャム検知センサーが、前記分離爪の後方に備えられる。特に、転写紙との接触に連動して揺動するフィラーを備えたジャム検知センサーが配置される場合、複数枚複写時に、転写紙が分離爪、拍車、ジャム検知フィラーの順番で通過した際、先行紙がジャム検知フィラーを通過後、フィラーが付随されるスプリング力でホームポジションに戻る際に後行紙の先端がフィラーを戻すためのスプリング力に負けフィラー引っかかりジャムを発生させることがある。また、一枚複写の場合でも転写紙の先端に拍車負荷、フィラー負荷と連続的に抵抗が加わることにより、ジャムが発生することがある。

そこで、本発明は、定着装置の転写紙搬送機構において、分離爪以降に配置された拍車、及びジャム検知センサーのフィラーによって発生する転写紙のジャムを抑制可能な定着装置を提供することを主な目的とする。さらに、該定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 画像記録材を挟持・加圧して定着を行う定着部材（定着ローラ１）と、排紙ガイド板（排紙上ガイド板７）に設けられ、先端部（分離爪先端３ｂ）が前記定着部材の表面に接するように、又は少なくともジャム発生時に画像記録材に押圧されることにより前記定着部材表面に接するように配置された分離爪（分離爪３）と、その先端が排紙ガイド板に向けて設けられ、画像記録材との接触に連動して揺動するフィラー１０ａを有するジャム検知センサー（ジャム検知センサー１０）と、前記排紙ガイド板において、前記分離爪の近傍に設けられた分離爪拍車部材（分離爪拍車部材５）と、前記排紙ガイド板（排紙上ガイド板７）において、前記フィラーの近傍に設けられたガイド板拍車部材（ガイド板拍車部材１１）と、を少なくとも備え、前記定着部材からの画像記録材の排出経路を形成する一面側（上部の排紙上ガイド板７側）で画像記録材排出方向に前記分離爪、前記分離爪拍車部材、前記フィラー、前記ガイド板拍車部材をこの順番で配置して、前記排紙ガイド板上における前記分離爪と前記フィラーとの間に、前記画像記録材を排出経路に案内する突起部（ガイド板突起部７ａ）を備えたことを特徴とする定着装置である。
〔２〕 前記突起部が、前記ガイド板拍車部材の最大外形より小さい突起で配置されたことを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置である。すなわち、排紙ガイド板平坦面からの前記突起部の頂点の高さが、ガイド板拍車部材と画像記録材との接触点の高さよりも低い位置にある。
〔３〕 前記突起部が、前記フィラーの可動逃げ穴の両側の画像記録材排出方向に設けられたことを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の定着装置である。
〔４〕 前記突起部が、画像記録材を案内する傾斜面を有することを特徴とする特徴とする前記〔１〕から〔３〕のいずれかに記載の定着装置である。該傾斜面は、前記画像記録材が小さな抵抗で案内される滑らかな形状である。
〔５〕 前記突起部が、前記分離爪の配置された前記排紙ガイド板と同一部材で一体に形成されたことを特徴とする前記〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の定着装置である。
〔６〕 前記突起部が、前記分離爪の配置された前記排紙ガイド板と異なる部材として形成されたことを特徴とする前記〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の定着装置である。
〔７〕 前記突起部が、その両側に前記ガイド板拍車部材が配置される位置に設けられたことを特徴とする前記〔１〕から〔６〕のいずれかに記載の定着装置である。
〔８〕 前記〔１〕から〔７〕のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、定着装置の転写紙搬送機構において、分離爪以降に配置された拍車、及びジャム検知センサーのフィラーによって発生する転写紙のジャムを抑制可能な定着装置を提供することができる。また、該定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明の効果として、請求項１の発明によれば、画像記録材を挟持・加圧して定着を行う定着部材と、先端部が前記定着部材の表面に接するように、又は少なくともジャム発生時に画像記録材に押圧されることにより前記定着部材表面に接するように配置された分離爪と、画像記録材との接触に連動して揺動するフィラーを有するジャム検知センサーと、
排紙ガイド板において、前記分離爪の近傍に設けられた分離爪拍車部材と、排紙ガイド板において、前記フィラーの近傍に設けられたガイド板拍車部材と、を少なくとも備え、前記定着部材からの画像記録材の排出経路を形成する一面側で画像記録材排出方向に分離爪、分離爪拍車部材、フィラー、ガイド板拍車部材をこの順番で配置して、前記分離爪とフィラーとの間に、前記画像記録材を排出経路に案内する突起部を設けることにより、ジャム検知センサーのフィラーによる画像記録材のジャムを未然に防ぐことができる。
また、突起部を、分離爪が配置された排紙ガイド板に設けるという構成としたので、分離爪が配置された排紙ガイド板に対して、熱による画像記録材カールが当接した場合、事前に画像記録材が案内されるため、ジャム検知センサーのフィラーによるジャムの発生を未然に防ぐことができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の定着装置において、突起部が、ガイド板拍車部材の最大外形より小さい突起で配置されたという構成としたので、拍車の本来の機能である画像記録材に対しての剥離性を損なうことなくスムーズに回転可能で、熱による画像記録材カールが進行時に当接した場合も事前に画像記録材が案内されるため、ジャム検知センサーのフィラーによるジャムの発生を未然に防ぐことができる。
請求項３の発明によれば、請求項１または２に記載の定着装置において、突起部が、フィラーの可動逃げ穴の両側の画像記録材排出方向に設けられたという構成をとしたため、フィラー動作に関わらず安定した画像記録材の進入を促しフィラーによるジャムの発生を未然に防ぐことができる。
請求項４の発明によれば、請求項１から３のいずれかに記載の定着装置において、突起部が、画像記録材を案内する傾斜面を有するとういう構成としたため、抵抗無く滑らかに画像記録材の進入を促し、ジャムの発生を未然に防ぐことができる。
請求項５の発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載の定着装置において、突起部が、分離爪の配置された排紙ガイド板に同一部材で一体に設けられた、という構成としたため、安定した形状を保ち安価で簡潔な形状を提供できる。
請求項６の発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載の定着装置において、突起部が、分離爪の配置された排紙ガイド板と別の部材として設けられた、という構成としたため、突起部のみの保守点検時の交換が可能となる。また、ガイド板より優れた摺動部材を付加することにより画像記録材の安定した進入促すことができる。
請求項７の発明によれば、請求項１から６のいずれかに記載の定着装置において、突起部が、その両側にガイド板拍車部材が配置される位置に設けられたという構成としたため、いずれの拍車部材に対しても抵抗が少なく、画像記録材の安定した進入を促すことができる。
請求項８の発明によれば、請求項１から７のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置という構成としたため、定着装置の分離爪以降の拍車部材及びジャム検知センサーのフィラーによるジャムを抑制することができる。

以下に、本発明に係る定着装置の一実施の形態における構成について図面を参照して説明する。ただし、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

図１に、本発明に係る定着装置の一例をローラ軸線に対し垂直に切った面で示す。この定着装置は、ヒータ４が内蔵された定着ローラ１と、当該定着ローラ１へ不図示の加圧手段によって圧接される加圧ローラ２とを備えている。定着ローラ１は、例えば、アルミニウムや鉄製の素管の表面に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性ゴム層を設け、更にその外周面にフッ素樹脂製のチューブを被せることによって構成されている。加圧ローラ２も同様に金属製の芯金表面にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性層を設け、更にその外周面にフッ素樹脂製のチューブを被せている。一般的に両ローラの弾性層は定着ローラ１側の方を薄く構成している。ヒータ４は定着ローラ１素管に内蔵されており、定着ローラ１を一定の温度となるよう、不図示のサーミスタによって測温を行いながら、ヒータ４の点灯を制御するようになっている。

定着ローラ１で溶融されるトナーによって、転写紙は定着ローラ１にくっつくことになるが、定着処理後、転写紙を定着ローラから剥離させるため、分離爪３が設けられている。定着ローラ１から定着処理後の転写紙を剥離させるための構成の例を図３に示す。
分離爪３は、定着ローラ１の回転軸と平行をなすように配置された分離爪軸３ａを有し、この分離爪軸３ａが軸穴６ａに嵌合することで、保持部材６に回動自在に取り付けられている。更に分離爪３は、その上端に切欠部３ｄを有しており、これにスプリング１３等の付勢手段の一端を引っ掛け、付勢手段の他端を定着装置本体のステー材９（図１に示す）に取り付けることで、分離爪軸３ａを中心に図中反時計回り方向に弾性付勢させることになって、その先端３ｂが常時定着ローラ１表面へ一定の圧力で接触する。この分離爪先端３ｂは定着ローラからの転写紙の分離を確実に行うために鋭利な形状を有している。分離爪３は耐熱性樹脂によって形成され、更にその表面をＰＦＡやＰＴＦＥのフッ素系樹脂によってコーティングされている。

更に上記分離爪保持部材６には、分離爪拍車部材５を取り付けるための軸穴６ｂが設けられ、分離爪拍車部材５がこの軸穴６ｂで回転可能に位置固定されている。分離爪拍車部材５は金属製であってもよいが、耐熱性樹脂で形成されていてもよい。分離爪拍車部材５の外周面は、分離爪先端３ｂが定着ローラ１に接触する状態において、分離爪３の転写紙に面する搬送面３ｃと同一面となるよう（面一）に配置されている。
なお、分離爪拍車部材５の形状としては、複数の突起を有する円形状(星形状)となるようにすることが好ましい。外周面に付けられた突起は転写紙が通過する際には回転自在になっていることに加え、転写紙先端との当接が鈍角となることによって、転写紙の進入時に拍車部材の回動を円滑に行える構成となり、画像擦れ等の画像品質を低下させず、前述のジャム発生時に分離爪搬送面への押圧を防止する。

このように構成された定着装置において、トナー像が転写された後の転写紙は、トナー像が転写された面を定着ローラ１側に向けた状態で定着装置のローラニップ部へ不図示の入口ガイド板によって案内される。そしてヒータ４によって加熱された定着ローラ１と加圧ローラ２に狭持されつつ搬送される。定着ローラ１と加圧ローラ２のニップ部では、定着ローラ１からの熱によって転写紙上のトナーが溶融し、この溶融したトナーが加圧ローラ２からの圧力によって転写紙上に永久画像として定着させられる。

ニップ部を通過した転写紙は溶融したトナーの粘性とニップ部の形状から、定着ローラ１側へ巻きつく方向へ搬送されるが、分離爪３によって、定着ローラ１に巻き付いた転写紙が定着ローラ１表面から剥離させら得る。更に排紙ガイド板（排紙上ガイド板７と排紙下ガイド板８）によって案内された転写紙は不図示の排紙ローラによって機外へ排出される。

以上が定着装置における定着動作であるが、次に定着装置での拍車部材及びジャム検知センサーのフィラーによるジャムが発生する際の転写紙の動きを説明する。なお、定着装置の定着ニップ以降の構成の一例を図２に、ジャム検知センサーのフィラーの動きを図４に示す。
排紙ガイド板のうち、上部の排紙上ガイド板７に付加される分離爪３によって剥離された転写紙は、そのままガイド板搬送の中心を通過するわけではなく、定着により与えられた余熱により、ほとんどの転写紙が先端上向きのカールが発生した状態で、分離爪拍車部材５に接触し、図４の１０ａ―１から１０ａ―４に示すようにジャム検知センサーのフィラー１０ａを倒しつつ、次のガイド板拍車部材１１へ接触、該ガイド板拍車部材１１を回転させ排紙ローラ対へと進入する。しかし、分離爪３より剥離された転写紙先端はフィラー１０ａを抜けた後、該フィラー１０ａの戻しスプリング反力によりホームポジションへ戻ろうとしているフィラー１０ａに下から押され、その力と、次の拍車部材１１の接触抵抗との連続した二つの圧力抵抗を受けるため、転写紙の特性によっては先端のコシが負け、それ以上進まなくなり、撓み蛇腹状になりジャムが発生する。
またフィラー１０ａのホームポジション戻り角度によっては、ガイド板拍車部材１１への接触と重なる進入角度位置１２に転写紙が入り込み、転写紙の特性によっては高い確率でジャムが発生する場合がある。

ジャム検知センサー１０は、排紙上ガイド板８に搭載されている。
本発明の突起部７ａは、ジャム検知センサーのフィラー１０ａと前記ガイド板拍車部材１１との間に設けられ、詳しくは、前記ガイド板拍車部材の画像記録材排出方向前方、ジャム検知センサーのフィラー１０ａの可動逃げ穴（可動域に設けられた溝部）の排紙上ガイド板７上に設けることが好ましい。図５、及び図６に一例を示す。
これにより、定着の余熱を帯びた転写紙は分離爪３、拍車部材５を抜けた後、突起部７ａにより転写紙先端が進行方向へ案内され、フィラー１０ａを抜けた後の拍車（ガイド板拍車１１）に接触しつつも、過度の抵抗を与えず搬送可能となりジャム発生の低減が可能となる。

突起部７ａは、ジャム検知センサーのフィラー１０ａ先端の可動逃げ穴の両側に設けられ、その両側にガイド板拍車部材が配置される位置に設けることができ、これにより、搬送品質の安定化が図れる。

突起部は、画像記録材を案内する傾斜面を有することが好ましい。すなわち、画像記録材が進入する面が、画像記録材が低い抵抗で案内される滑らかな形状であることが好ましい。また、突起部が、ガイド板拍車部材の最大外形より小さい突起で配置されたことが好ましい。
さらに、突起部は、分離爪の配置された排紙ガイド板と同一部材で一体に形成されていてもよく、異なる部材として形成されていてもよい。

以下に、本発明に係る画像形成装置の構成について説明する。
図７は、本発明に係る画像形成装置の構成例を示す断面図である。
画像形成装置１００は、セットされた読取対象の原稿を読取装置１３０に送る自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１２０と、ＡＤＦ１２０から送られてきた原稿を画像として読み取る読取装置１３０と、読取装置１３０で読み取られた画像データに基づいて画像を形成する画像形成部１４０と、を備える。また、画像形成部１４０は、本発明の根幹を成す定着装置１１２を備える。
図７において、４１は回転体からなる像担持体の一例であるドラム形状の感光体を示す。この感光体４１の周りには、図中に矢印で示す向きの回転方向順に、帯電ローラからなる帯電装置４２と、露光手段の一部を構成するミラー４３と、現像ローラ４４ａを備えた現像装置４４と、画像記録材Ｐとしての転写紙に現像画像を転写する転写装置４８と、感光体４１の周面に摺接するブレード４６ａを備えたクリーニング装置４６等が配置してある。感光体４１は、帯電装置４２と現像ローラ４４ａとの間で露光手段によりミラー４３を介して露光光Ｌｂで走査されて露光される。この感光体４１上の露光光Ｌｂが照射される位置を露光部１５０と言う。

転写装置４８は感光体４１の下面と対向させて設けてある。この感光体４１上の転写装置４８と対向する部位が転写部４７である。この転写部４７の転写紙Ｐ搬送方向の上流側には、一対のレジストローラ４９が設けてある。図示しない給紙トレイに収納された転写紙Ｐは給紙コロ１１０により給紙されて図示しない搬送ガイドによりレジストローラ４９に向けて搬送案内される。また、転写部４７より用紙Ｐ搬送方向の下流側には、本発明に係る定着装置１１２が配置してあり、定着装置１１２のニップ部出側の排紙経路に排紙センサ１１１を備える。該排紙センサ１１１は、印刷ジョブの最後の転写紙Ｐのニップ部の通過を検知して、検知信号を出力するようになっており、この検知信号により印刷終了を検出することができる。

この画像形成装置における画像形成は次のようにして行う。感光体４１が図示しない駆動部により回転駆動されて回転を始め、この回転中に感光体４１が暗中において帯電装置４２により均一に帯電され、露光手段によりミラー４３を介して露光光Ｌｂで露光部１５０が走査されることで、作成すべき画像に対応した潜像が感光体４１に形成される。この感光体４１上の潜像は、感光体４１の回転により現像装置４４に移動し、ここで現像装置４４により現像されてトナー像が形成される。

一方、給紙コロ１１０により給紙トレイ上の記録材としての転写紙Ｐが給紙され、この用紙Ｐは図中に破線で示す搬送経路を経て一対のレジストローラ４９の位置で一旦停止し、感光体４１上のトナー像と転写部４７で合致するような送り出しのタイミングを待つ。そして、そのタイミングでレジストローラ４９が回転して用紙Ｐを送り出し、この用紙Ｐは転写部４７に向けて搬送される。感光体４１上のトナー像と用紙Ｐとが転写部４７で合致し、転写装置４８による電界によって感光体４１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

こうしてトナー像が転写されてこれを担持する用紙Ｐは、ついで定着装置１１２に向けて送り出される。用紙Ｐ上のトナー像は定着装置１１２を通過する間にその転写紙Ｐ上に定着され、このトナー像が定着された転写紙Ｐは図示しない排紙部へ排紙される。
一方、転写部４７で転写されずに感光体４１上に残った残留トナーは、感光体４１の回転と共にクリーニング装置４６に至り、クリーニング装置４６を通過する間に清掃されて次の画像形成に備える。

本発明に係る定着装置の一実施の形態における構成を示す断面図である。 本発明に係る定着装置の定着ニップ以降の構成例を示す断面図である。 本発明に係る定着装置の分離爪の構成の詳細を示す断面図である。 本発明に係る定着装置のジャム検知センサーのフィラーの動作を示す断面図である。 本発明に係る定着装置の排紙上ガイド板の構成の詳細を示す図である。 本発明に係る定着装置の突起部の例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の概略を示す断面図である。

符号の説明

１ 定着部材（定着ローラ）
２ 加圧部材（加圧ローラ）
３ 分離爪
３ａ 分離爪軸
３ｂ 分離爪先端
３ｃ 搬送面
３ｄ スプリング引っ掛け部
４ ヒータ
５ 分離爪拍車部材
６ 保持部材
６ａ 軸穴
７ 排紙上ガイド板
７ａ 突起部
７ｂ フィラー可動逃げ穴
８ 排紙下ガイド板
９ ステー材
１０ ジャム検知センサー
１０ａ フィラー
１１ ガイド板拍車部材
１２ フィラーとガイド板拍車部材との接点
１３ 分離爪圧スプリング
４１ 感光体
４２ 帯電装置
４３ ミラー
４４ａ 現像ローラ
４６ クリーニング装置
４６ａ ブレード
４７ 転写部
４８ 転写装置
４９ レジストローラ
１００ 画像形成装置
１１０ 排紙コロ
１１１ 排紙センサ
１１２ 定着装置
１２０ 自動原稿送り装置
１３０ 読取装置
１４０ 画像形成部
１５０ 露光部
Ｐ 転写紙（画像記録材）
Ｌｂ 露光光

Claims (8)

1. 画像記録材を挟持・加圧して定着を行う定着部材と、
   排紙ガイド板に設けられ、先端部が前記定着部材の表面に接するように、又は少なくともジャム発生時に画像記録材に押圧されることにより前記定着部材表面に接するように配置された分離爪と、
   その先端が排紙ガイド板に向けて設けられ、前記画像記録材との接触に連動して揺動するフィラーを有するジャム検知センサーと、
   前記排紙ガイド板において、前記分離爪の近傍に設けられた分離爪拍車部材と、
   前記排紙ガイド板において、前記フィラーの近傍に設けられたガイド板拍車部材と、を少なくとも備え、
   前記定着部材からの画像記録材の排出経路を形成する一面側で画像記録材排出方向に前記分離爪、前記分離爪拍車部材、前記フィラー、前記ガイド板拍車部材をこの順番で配置して、
   前記排紙ガイド板上における前記分離爪と前記フィラーとの間に、前記画像記録材を排出経路に案内する突起部を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記突起部が、前記ガイド板拍車部材の最大外形より小さい突起で配置されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記突起部が、前記フィラーの可動逃げ穴の両側の画像記録材排出方向に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記突起部が、画像記録材を案内する傾斜面を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記突起部が、前記分離爪の配置された前記排紙ガイド板と同一部材で一体に形成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記突起部が、前記分離爪の配置された前記排紙ガイド板と異なる部材として形成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記突起部が、その両側に前記ガイド板拍車部材が配置される位置に設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の定着装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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